El análisis de vesículas individuales revela firmas inflamatorias asociadas a los tejidos

La inflamación crónica puede persistir durante meses o años cuando las células inmunitarias continúan atacando los tejidos a pesar de la ausencia de una amenaza activa. Se asocia con cánceres, trastornos cerebrales, enfermedades autoinmunes y cardiopatías, y una inflamación prolongada puede provocar daños tisulares irreversibles.

Los biomarcadores convencionales pueden detectar la inflamación, pero quizá no indiquen dónde está ocurriendo en el cuerpo. Para aportar una visión más localizada, los investigadores han desarrollado un método para analizar vesículas extracelulares individuales y así identificar firmas inflamatorias asociadas a los tejidos.

Investigadores de la Universidad de Nagoya desarrollaron una técnica basada en láminas de nanofibras de celulosa (CNF) que analiza la información en la superficie y en el interior de vesículas extracelulares (VE) individuales en sangre y orina.

El método está diseñado para vincular las señales internas de microARN con las proteínas de membrana sin alterar la membrana de la vesícula. Esto preserva la relación entre la carga molecular y los marcadores de superficie asociados a los tejidos, lo que permite detectar subpoblaciones de VE que de otro modo podrían quedar ocultas cuando las vesículas se abren.

Las láminas de CNF están hechas de celulosa derivada de la madera y contienen poros nanométricos tipo malla que capturan y retienen VE. Durante el secado, las láminas ponen en estrecho contacto las partículas unidas a la membrana y promueven la fusión de membranas. Los investigadores utilizaron este efecto para fusionar VE con nanopartículas lipídicas que transportaban balizas moleculares que emiten fluorescencia cuando se unen a microARN específicos.

Para probar el enfoque, el equipo creó un modelo de laboratorio de rechazo crónico activo mediado por anticuerpos, una complicación del trasplante renal, exponiendo células renales humanas a señales inflamatorias. Identificaron 71 microARN con expresión alterada en las VE liberadas y se centraron en el abundante miR-1246. También seleccionaron DPYS, una proteína de membrana asociada al riñón, para combinar información relacionada con la inflamación y con el origen tisular.

Tras ajustar la eficiencia de detección, aproximadamente una de cada diez VE procedentes de células renales no estimuladas contenía miR-1246, en comparación con aproximadamente cuatro de cada diez tras la estimulación inflamatoria. La PCR cuantitativa usando entradas de muestra equivalentes no detectó una diferencia estadísticamente significativa.

En muestras de orina de pacientes trasplantados de riñón con rechazo crónico activo mediado por anticuerpos, pacientes con enfermedades inmunitarias que no afectan principalmente al riñón y voluntarios sanos, las VE que transportaban tanto DPYS como miR-1246 estaban enriquecidas en el grupo de rechazo del trasplante renal.

Los hallazgos se publicaron en Cell Reports Physical Science. El equipo pretende mejorar la recuperación de partículas y agilizar el flujo de trabajo basado en CNF, al tiempo que prueba el enfoque en estudios clínicos más amplios. La fuente señala que la recolección de orina y sangre puede apoyar una evaluación y un seguimiento menos invasivos de las enfermedades inflamatorias crónicas.

“Actualmente, hay varios biomarcadores inflamatorios convencionales, como la proteína C reactiva. Estos biomarcadores pueden detectar la inflamación, pero es difícil identificar dónde ocurre”, dijo Taiga Ajiri, profesor asistente en el Laboratorio Yasui de la Universidad de Nagoya, que forma parte del Departamento de Ingeniería Biomolecular.

“Estas nanopartículas lipídicas pueden entregar balizas moleculares dentro de la VE sin alterar la VE”, añadió Ajiri.

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Universidad de Nagoya